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title: Java异常处理
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date: 2020-10-11 14:24:00
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tags:
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- Java
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- 面向对象
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categories:
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- Java基础
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## 什么是异常
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异常是在程序中导致程序中断运行的一种指令流。
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先来看如下代码
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```java
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public class ExceptionDemo{
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public static void main(String[] args){
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int i = 10 ;
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int j = 0 ;
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System.out.println("============= 计算开始 =============") ;
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System.out.println(i + "/" + j + "=" + i / j);
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System.out.println("============= 计算结束 =============") ;
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}
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};
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```
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<!--more-->
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运行结果：
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```java
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============= 计算开始 =============
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Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
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at ExceptionDemo01.main(ExceptionDemo01.java:6)
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```
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以上的代码在`System.out.println(i + "/" + j + "=" + i / j);`位置处产生了异常`ArithmeticException(算术异常)`，一旦产生异常之后，异常之后的语句将不再执行了，所以现在的程序并没有正确的执行完毕之后就退出了。
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那么，为了保证程序出现异常之后仍然可以正确的执行完毕，所以要采用异常的处理机制。
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## 异常处理
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如果要想对异常进行处理，则必须采用标准的处理格式，处理格式语法如下：
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```java
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try{
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// 有可能发生异常的代码段
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}catch(异常类型1 对象名1){
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// 异常的处理操作
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}catch(异常类型2 对象名2){
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// 异常的处理操作
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} ...
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finally{
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// 异常的统一出口
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}
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```
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将开头的代码用try-catch处理：
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```java
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public class ExceptionDemo{
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public static void main(String[] args){
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int i = 10 ;
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int j = 0 ;
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System.out.println("============= 计算开始 =============") ;
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try{
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System.out.println(i+ "/" + j + "=" + i /j);
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}catch(ArithmeticException e){
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System.out.println("除数不能为0");
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}
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System.out.println("============= 计算结束 =============") ;
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}
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};
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```
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运行结果
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```bash
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============= 计算开始 =============
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除数不能为0
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============= 计算结束 =============
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```
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### try+catch的处理流程
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1、 一旦产生异常，则系统会自动产生一个异常类的实例化对象。
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2、 那么，此时如果异常发生在try语句，则会自动找到匹配的catch语句执行，如果没有在try语句中，则会将异常抛出，抛给调用方法者
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3、 所有的catch根据方法的参数匹配异常类的实例化对象，如果匹配成功，则表示由此catch进行处理。
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### finally
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在进行异常的处理之后，在异常的处理格式中还有一个finally语句，那么此语句将作为异常的统一出口，<span style="color:red">不管是否产生了异常，最终**必然都要**执行此段代码</span>。
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> finally例子1：
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>
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> ```java
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> public class ExceptionDemo {
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> public static void main(String[] args){
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> try {
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> System.out.println(1);
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> System.out.println(2);
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> return;
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> }catch (Exception e) {
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> return;
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> }finally {
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> System.out.println("finally代码块中的内容");
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> }
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> }
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> };
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> ```
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>
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> 运行测试结果：说明即使在try和catch中return，在准备返回值与跳出函数之间，仍然会执行finally中的语句
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>
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> 
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>
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> finally例子2：
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>
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> ```java
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> public class ExceptionDemo {
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> public static void main(String[] args){
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> Person p = testFinally();
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> System.out.println(p.age); //28
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> }
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> public static Person testFinally(){
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> Person p = new Person();
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> try {
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> p.age = 18;
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> return p;
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> }catch (Exception e) {
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||
> return null;
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> }finally {
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||
> p.age = 28;
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> }
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> }
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> static class Person{
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> int age;
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> }
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> };
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> ```
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>
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> finally例子3：
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>
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> ```java
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> public class ExceptionDemo {
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> public static void main(String[] args){
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||
> int a = testFinally();
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||
> System.out.println(a); //10
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||
>
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> }
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> public static int testFinally(){
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> int a = 10;
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> try {
|
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> return a;
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> }catch (Exception e) {
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> return 0;
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> }finally {
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> a = 20;
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> }
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> }
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> };
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> ```
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>
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> 注意例子2和例子3，我们 testFinally() 方法一个返回的是引用数据类型，一个返回的是基本数据类型。例子3中返回非引用数据类型时return 备份的就是数据10，所以运行结果是10，不过此时栈中a的数据还是被改成20了。而在例子2中，我们return备份的是引用类型对象 p 在堆中的地址，存放在堆中那个地址的age被改为了28，当我们return 通过地址去找age时，就是会返回28。
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### 异常处理真实场景举例
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```java
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import java.util.InputMismatchException;
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import java.util.Scanner;
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public class ExceptionDemo2 {
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public static void main(String[] args) {
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int num = menu();
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System.out.println("您选择的序号是" + num);
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}
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public static int menu(){
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System.out.println("请根据提示，选择功能序号：");
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System.out.println("0.退出\n1.增\n2.删\n3.改");
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Scanner input = new Scanner(System.in);
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int num = -1;
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try {
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num = input.nextInt();
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if (num<0 || num>3){
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||
System.out.println("输入的序号必须是：0/1/2/3");
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return menu();//如果数字范围超过预期，递归重新调用此函数
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||
}
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return num;
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}catch (InputMismatchException e){
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||
System.out.println("输入必须是数字");
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||
return menu(); //如果输入非数字，递归重新调用此函数
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}
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}
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}
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```
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运行效果测试：
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## 异常体系结构
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异常指的是Exception ， Exception类， 在Java中存在一个父类Throwable（可能的抛出）
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Throwable存在两个子类：
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1. Error：表示的是错误，是JVM发出的错误操作,只能尽量避免，无法用代码处理。
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2. Exception：一般表示所有程序中的错误，所以一般在程序中将进行try…catch的处理。
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> 多异常捕获的注意点：
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>
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> 1. 捕获更粗的异常不能放在捕获更细的异常之前。
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> 2. 如果为了方便，则可以将所有的异常都使用Exception进行捕获。
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>
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> 特殊的多异常捕获写法：
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>
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> ```java
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> catch(异常类型1 |异常类型2 对象名){
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> //表示此块用于处理异常类型1 和 异常类型2 的异常信息
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> }
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> ```
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>
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> ```java
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> import java.util.Scanner;
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>
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> public class ExceptionDemo {
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> public static void main(String[] args){
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> try {
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> Scanner input = new Scanner(System.in);
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> System.out.println("请输入一个数字：");
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> int x = input.nextInt();
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> System.out.println("请再输入一个数字：");
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> int y = input.nextInt();
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> System.out.println(x/y);
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> }catch (InputMismatchException | ArithmeticException e) { //格式一
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||
> System.out.println("输入错误");
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> }
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> /*
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> catch(RuntimeException e（或Exception e）){ //扩大异常的形态范围来捕获 ，格式二
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||
> System.out.println("输入错误");
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||
> }
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> */
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> System.out.println("程序执行完毕，正常结束");
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> }
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> };
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> ```
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## throws和throw关键字
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###throws
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在程序中异常的基本处理已经掌握了，但是随异常一起的还有一个称为throws关键字，此关键字主要在方法的声明上使用，表示方法中不处理异常，而交给调用处处理。格式如下：
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```java
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返回值 方法名称()throws Exception{
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}
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```
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如果是因为传入的参数导致异常的发生，则可以通过throws抛出异常。通常是谁调用谁处理；
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如下代码，只有传入参数出错，程序才会出错。
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我们可以用谁调用谁处理的策略，使用throws关键字来处理异常
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###throw
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throw关键字表示在程序中人为的抛出一个异常，因为从异常处理机制来看，所有的异常一旦产生之后，实际上抛出的就是一个异常类的实例化对象，那么此对象也可以由throw直接抛出。（真正应用时，自己造异常还是比较麻烦的，之前加判断也可以出现相同的效果，所以用的较少）
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代码： `throw new Exception("抛着玩的。");`
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看下面的代码
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```java
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public class ExceptionDemo8 {
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public static void main(String[] args){
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Person p = new Person();
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p.setAge(-1);//传入非法参数
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}
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};
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class Person {
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int age;
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public void setAge(int age) { //处理异常时机：谁调用谁处理
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//之前在设计此函数时，当用户输入了不合理时，自动设为1，
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//但用户在没有任何提示的情况下，输入和实际展示不一致，者本身就是异常
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if (age < 0 || age > 150){
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//this.age = 1;
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//所以在发生异常时，需要告诉调用函数，发生了什么问题，而不是自己默默处理
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throw new RuntimeException("年龄不合理");
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}else{
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||
this.age = age;
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}
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}
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}
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```
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运行结果：
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## RuntimeExcepion与Exception的区别
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注意观察如下方法的源码：
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Integer类：` public static int parseInt(String text)throws NumberFormatException`
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此方法抛出了异常， 但是使用时却不需要进行try…catch捕获处理，原因：
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因为`NumberFormatException`并不是`Exception`的直接子类，而是`RuntimeException`的子类，<span style="color:red">只要是`RuntimeException`的子类，则表示程序在操作的时候可以不必使用try…catch进行处理，如果有异常发生，则由JVM进行处理。</span>当然，也可以通过try…catch处理。
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## 自定义异常类
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> 编写一个类， 继承Exception，并重写一参构造方法 即可完成自定义**受检异常**类型。受检异常必须明确的处理或者抛出，否则编译不通过
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> 编写一个类， 继承RuntimeExcepion，并重写一参构造方法 即可完成自定义**运行时异常（非受检异常）**类型。
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> 例如：
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> ```java
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> class MyException extends Exception{ // 继承Exception，表示一个自定义异常类
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> public MyException(String msg){
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> super(msg) ; // 调用Exception中有一个参数的构造
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> }
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> };
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> ```
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> 自定义异常可以做很多事情， 例如：
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>
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> ```java
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> class MyException extends Exception{
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||
> public MyException(String msg){
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||
> super(msg) ;
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||
> //在这里给维护人员发短信或邮件， 告知程序出现了BUG。
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> }
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> };
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> ```
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## 异常处理常见题目
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1. **try-catch-finally 中哪个部分可以省略？**
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答： catch和finally可以省略其中一个 ， catch和finally不能同时省略
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注意:格式上允许省略catch块, 但是发生异常时就不会捕获异常了,我们在开发中也不会这样去写代码.
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2. **try-catch-finally 中，如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？**
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答：finally中的代码会执行
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> 详解：
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> 执行流程：
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> 1. 先计算返回值， 并将返回值存储起来， 等待返回
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> 2. 执行finally代码块
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> 3. 将之前存储的返回值， 返回出去；
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> 注意：
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> 1. 返回值是在finally运算之前就确定了，并且缓存了，不管finally对该值做任何的改变，返回的值都不会改变
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> 2. finally代码中不建议包含return，因为程序会在上述的流程中提前退出，也就是说返回的值不是try或catch中的值
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> 3. 如果在try或catch中停止了JVM，则finally不会执行。例如停电，或通过如下代码退出
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> JVM：`System.exit(0);`
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